JP5513209B2 - 燃料電池システム及び燃料電池システムの制御方法 - Google Patents
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Description
ガスを用いてもよい。また、石油系炭化水素としては、灯油、LPガスのほか、ナフサ、軽油などを原燃料として使用することができる。また、セルスタック20としては、固体高分子形、アルカリ電解質形、リン酸形、溶融炭酸塩形或いは固体酸化物形等の種々のものを用いてもよい。
Claims (8)
- 原燃料及び水蒸気を改質することにより水素を含有する改質ガスを生成する改質部、及び前記改質部を加熱するバーナを備える水素製造装置と、
前記水素製造装置によって生成した前記改質ガスを用いて発電を行う燃料電池スタックと、
前記改質ガスの供給先を前記バーナ、あるいは前記燃料電池スタックに設定する改質ガス供給先設定手段と、
前記改質部へ供給される前記原燃料の供給量を制御する原燃料供給量制御手段と、
前記改質部へ供給される前記原燃料のカーボンの量に対する前記改質部へ供給される前記水蒸気の量のモル比率によって定められるS/Cを制御するS/C制御手段と、
前記バーナでの火炎の状態を検出するバーナ火炎状態検出手段と、を備え、
前記原燃料供給量制御手段は、前記水素製造装置の起動時において、前記原燃料の供給量が水素製造効率を最大とする供給量に対して1/4以下となるように制御し、
前記S/C制御手段は、前記水素製造装置の起動時において、前記S/Cが6.0以上となるように制御し、
前記改質ガス供給先設定手段は、前記水素製造装置の起動時において前記改質ガスの供給先を前記バーナのみに設定すると共に、前記バーナ火炎状態検出手段によって検出された、前記バーナに対するバーナ燃料が停止された状態で前記改質ガスによって発生した前記バーナの火炎の状態に基づいて前記改質ガスの供給先を前記燃料電池スタックに変更することを特徴とする燃料電池システム。 - 前記S/C制御手段は、前記バーナ火炎状態検出手段によって検出された前記バーナの火炎状態に基づいて、前記S/Cが6.0以上から4.5以下へ変更されるように制御し、
前記改質ガス供給先設定手段は、前記S/C制御手段によって前記S/Cが変更された後、前記改質ガスの供給先を前記燃料電池スタックに設定することを特徴とする請求項1記載の燃料電池システム。 - 前記改質部によって生成された前記改質ガス中の一酸化炭素を選択酸化する選択酸化反応部に対して空気を供給する選択酸化用空気供給手段を更に備え、
前記選択酸化用空気供給手段は、前記バーナ火炎状態検出手段によって前記バーナの火炎の発生が検出された後に、前記空気を供給することを特徴とする請求項1または2記載の燃料電池システム。 - 前記バーナへ供給される前記改質ガスに対する前記バーナへ供給される空気の比率によって定められるバーナ空気比を制御するバーナ空気比制御手段を更に備え、
前記バーナ空気比制御手段は、前記バーナ空気比が1.1以上、2.5以下となるように制御することを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項記載の燃料電池システム。 - 前記S/C制御手段は、前記原燃料の供給量を増加させることによって、前記S/Cを6.0以上から4.5以下へ変更させ、前記原燃料の供給量がスロープ状に増加するように制御することを特徴とする請求項2記載の燃料電池システム。
- 前記S/C制御手段は、前記原燃料の供給量を増加させることによって、前記S/Cを6.0以上から4.5以下へ変更させ、前記原燃料の供給量がステップ状に増加するように制御することを特徴とする請求項2記載の燃料電池システム。
- 前記S/C制御手段は、前記バーナ火炎状態検出手段によって検出された前記バーナの火炎状態に基づいて、前記S/Cが6.0以上から4.5以下へ変更されるように制御し、
前記選択酸化用空気供給手段は、前記S/C制御手段が前記S/Cを6.0以上から4.5以下へ変更させるために前記原燃料の供給量を増加させている途中において、前記空気を供給することを特徴とする請求項3記載の燃料電池システム。 - 原燃料及び水蒸気を改質することにより水素を含有する改質ガスを生成する改質部、及び前記改質部を加熱するバーナを備える水素製造装置と、
前記水素製造装置によって生成した前記改質ガスを用いて発電を行う燃料電池スタックと、を備える燃料電池システムの制御方法であって、
前記水素製造装置の起動時において、前記改質ガスの供給先を前記バーナと前記燃料電池スタックのうち、前記バーナのみに設定する改質ガス供給先設定ステップと、
前記水素製造装置の起動時において、前記改質部へ供給される前記原燃料の供給量が、水素製造効率を最大とする供給量に対して1/4以下となるように制御する原燃料供給量制御ステップと、
前記水素製造装置の起動時において、前記改質部へ供給される前記原燃料のカーボンの量に対する前記改質部へ供給される前記水蒸気の量のモル比率によって定められるS/Cが6.0以上となるように制御するS/C制御ステップと、
前記バーナでの火炎の状態を検出するバーナ火炎状態検出ステップと、
前記バーナ火炎状態検出手段によって検出された、前記バーナに対するバーナ燃料が停止された状態で前記改質ガスによって発生した前記バーナでの火炎の状態に基づいて前記改質ガスの供給先を前記燃料電池スタックに変更する改質ガス供給先変更ステップと、を有することを特徴とする燃料電池システムの制御方法。
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